Czy pamiętasz niesamowite kreacje stworzone dzięki technologii motion capture, jak Gollum i Ceasar, wykreowane przez Andy’ego Serkisa, czy Smaug, ożywiony przez Benedicta Cumberbatcha?
Przechwytywanie ruchu, często określane skrótem mocap, to proces rejestrowania ruchów osób lub obiektów w przestrzeni. Wykorzystuje się do tego specjalne kombinezony, kamery i czujniki, które śledzą każdy detal ruchu.
Zarejestrowane dane są następnie przenoszone do specjalistycznego oprogramowania, gdzie zaczyna się magia – cyfrowe postacie, jak Smaug czy Gollum, ożywają na naszych oczach.
Czym jest oprogramowanie do przechwytywania ruchu?
Oprogramowanie do przechwytywania ruchu to kluczowe narzędzie umożliwiające nagrywanie animacji, a następnie nanoszenie jej na cyfrowy model postaci. Umożliwia płynne renderowanie scen. Dostępne są różne opcje: narzędzia open source, aplikacje komercyjne (zarówno bezpłatne, jak i płatne) oraz rozwiązania autorskie.
Dziś przedstawiam wybór programów do przechwytywania ruchu, które ułatwią proces tworzenia animacji postaci w filmach animowanych i grach wideo.
Rola oprogramowania do przechwytywania ruchu w przemyśle rozrywkowym
Oprogramowanie do przechwytywania ruchu znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak medycyna, sport, rozrywka, a nawet wojsko. Wspomaga również rozwój widzenia komputerowego i robotyki.
Jednakże, najbardziej spektakularne efekty tej technologii można podziwiać w przemyśle rozrywkowym, zwłaszcza w filmach i grach.
Ostatnie popularne produkcje wykorzystujące mocap to monumentalne widowisko fantasy Jamesa Camerona – „Avatar 2: Istota wody” i hitowa gra Rockstar – „Red Dead Redemption 2”.
Dla twórców filmowych
Mocap pozwala filmowcom tworzyć animacje o wyjątkowej jakości, z ultrarealistycznymi ruchami postaci. Często jest stosowany w fazie prewizualizacji (previs), by ożywić storyboardy.
Kombinezony mocap, czujniki twarzy i kamery montowane na głowie umożliwiają precyzyjne uchwycenie wszystkich niuansów ruchu aktora, zarówno mimiki, jak i gestów.
Dla twórców gier
Animacja z użyciem przechwytywania ruchu to szybka i efektywna metoda tworzenia rozbudowanej biblioteki ruchów dla postaci w grach.
Niektóre narzędzia mocap, jak Unreal Engine, pozwalają twórcom gier tworzyć realistyczne otwarte światy, które gracze mogą swobodnie eksplorować.
Dla animatorów
Oprogramowanie do przechwytywania ruchu pozwala animatorom zaoszczędzić czas, który musieliby poświęcić na żmudne, powtarzalne animacje. Zamiast tego, mogą korzystać z danych przechwyconych ruchów jako podstawy do modelowania postaci i ich animacji.
Niektóre studia animacji, jak Pixar, korzystają z własnego, autorskiego oprogramowania mocap – RenderMan. Było ono używane w takich hitach jak „Park Jurajski”, „Toy Story”, „Avatar”, „Titanic”, a nawet „Władca Pierścieni”.
Jak oprogramowanie Motion Capture wspomaga tworzenie animacji?
Istnieją cztery główne metody wykorzystania technologii przechwytywania ruchu:
- Optyczny pasywny: W tej technice używa się kamer na podczerwień do śledzenia pasywnych, odblaskowych znaczników. Jest to jedna z najczęściej wykorzystywanych i najbardziej elastycznych metod.
- Optyczny aktywny: W tym przypadku wykorzystuje się specjalne kamery śledzące światło pochodzące ze znaczników LED.
- Wideo/bez znaczników: Technika ta opiera się wyłącznie na oprogramowaniu, nie wymaga stosowania znaczników.
- Inercyjny: Podmiot nosi na sobie czujniki inercyjne (IMU). Przesyłają one dane bezprzewodowo do komputera lub innego urządzenia. Kamery służą jedynie do określania lokalizacji.
Przyjrzyjmy się teraz niektórym z najlepszych dostępnych programów do przechwytywania ruchu.
Rokoko Studio
Rokoko Studio to popularne oprogramowanie do przechwytywania ruchu, które przyspiesza pracę nad animacją. Sprowadza cały proces do trzech kroków – przechwytywania, eksportu lub streamingu.
Oprogramowanie umożliwia rejestrowanie, edytowanie i strumieniowe przesyłanie animacji postaci przechwyconych za pomocą systemów Rokoko mocap. Dla zespołów do 3 osób Rokoko jest całkowicie darmowe, oferuje też nielimitowaną przestrzeń w chmurze i podgląd danych w czasie rzeczywistym.
Należy jednak pamiętać, że narzędzi Rokoko mocap nie można używać bez Rokoko Studio. Program ten zbiera surowe dane z Rokoko Face Capture, Smartgloves i Smartsuit Pro, a następnie przetwarza je za pomocą zaawansowanych modeli kinetyki odwrotnej i filtrów, tworząc wysokiej jakości animacje.
Najważniejsze funkcje:
⭐ Dostęp do gotowych animacji w bibliotece Rokoko.
⭐ Możliwość łączenia się i streamingu na żywo do programów modelowania 3D jak Blender, Unreal, Maya itp.
⭐ Obsługa wszystkich popularnych formatów, szkieletów i siatek.
Studio oferuje płynny streaming w czasie rzeczywistym bez opóźnień do programów 3D takich jak Maya, Unreal, Unity i Blender.
OptiTrack Motive
OptiTrack Motive umożliwia precyzyjne śledzenie szkieletu, nawet w trudnych warunkach. Motive obsługuje do 10 szkieletów lub ponad 300 obiektów sztywnych w czasie rzeczywistym.
Oprogramowanie charakteryzuje się dokładnością pozycjonowania na poziomie +/- 0,2 mm, opóźnieniem poniżej 9 ms i dokładnością rotacji +/- 0,1 stopnia. Motive przetwarza dane z kamer OptiTrack, dostarczając pozycje 3D, identyfikatory znaczników, dane rotacji i precyzyjne dane dotyczące śledzenia szkieletu.
Najważniejsze funkcje:
⭐ Śledzenie aktywne i pasywne.
⭐ Natywna obsługa plug-and-play dla głównych platform cyfrowych AMTI, Bertec i Kistler.
⭐ Dokładne oznaczanie znaczników i śledzenie szkieletu nawet w przypadku przeszkód.
Minusem jest brak darmowego okresu próbnego. Należy zakupić licencję wieczystą, która zawiera rok aktualizacji. Każdy kolejny rok aktualizacji jest dodatkowo płatny.
Wonder Studio
Wonder Studio, stworzone przez Wonder Dynamics, to oprogramowanie do przechwytywania ruchu oparte na sztucznej inteligencji. Używa AI do animowania, oświetlania i umieszczania postaci CG w scenach z aktorami na żywo.
Wystarczy przesłać model CG do pojedynczego ujęcia lub całej sekwencji, a system automatycznie zidentyfikuje cięcia i będzie śledził aktora przez cały czas trwania sceny.
Technologia Wonder Dynamics jest już wykorzystywana przez popularne nazwiska w Hollywood. Bracia Russo używają tego narzędzia w swoim nadchodzącym filmie „Electric State”, gdzie występują Chris Pratt i Millie Bobby Brown.
Najważniejsze funkcje:
⭐ Zaawansowane retargetowanie, umożliwiające łatwe skalowanie postaci CG.
⭐ Wonder Studio AI automatyzuje 80-90% rutynowych zadań VFX.
⭐ Bezpłatne modele 3D udostępniane przez społeczność artystów.
Wonder Studio ułatwia dodawanie postaci CG do scen na żywo. Jednak korzystanie z niego wymaga pewnej wiedzy artystycznej i technicznej. Dla mniejszych twórców indywidualnych, oprogramowanie może być dość drogie.
Autodesk MotionBuilder
Autodesk MotionBuilder to oprogramowanie do animacji postaci 3D, oferujące szeroki zestaw narzędzi do precyzyjnego dostosowywania niuansów ruchu, z dużą szybkością i spójnością.
To oprogramowanie do przechwytywania ruchu na żywo oferuje interaktywny, konfigurowalny interfejs, który ułatwia rejestrowanie, edytowanie i odtwarzanie złożonych animacji postaci. Jest powszechnie stosowane przez profesjonalistów pracujących zarówno z tradycyjną animacją klatka po klatce, jak i przechwytywaniem ruchu.
Otrzymujesz również interaktywne przepływy pracy z gotowymi animacjami do postaci 3D.
Najważniejsze funkcje:
⭐ Silnik 3D w czasie rzeczywistym do tworzenia realistycznych ruchów.
⭐ Bezproblemowa integracja z narzędziami modelowania 3D, jak Maya i 3D Max.
⭐ Wbudowane narzędzia do szybkiej edycji animacji.
MotionBuilder jest popularnym, ale też dość kosztownym oprogramowaniem, co może być przeszkodą dla mniejszych twórców.
FreeMoCap
Jeśli szukasz darmowego oprogramowania do przechwytywania ruchu, FreeMoCap jest godnym uwagi wyborem. Zostało ono stworzone przez Jona Matthisa jako proste narzędzie do badań laboratoryjnych, a z czasem rozwinęło się w ogólnodostępny projekt.
Free Motion Capture Project (FreeMoCap) oferuje darmowe oprogramowanie do przechwytywania ruchu bez znaczników.
Możesz połączyć je z darmowymi programami open source, jak Blender, aby precyzyjnie rejestrować ruchy 3D całego ciała ludzi, zwierząt, robotów i innych obiektów.
Najważniejsze funkcje:
⭐ Oprogramowanie do przechwytywania ruchu z kamery internetowej – wykorzystanie materiału z kamery internetowej do mocap.
⭐ Bezproblemowa integracja z programami modelowania 3D jak Blender.
⭐ Intuicyjny interfejs, nie wymagający wsparcia technicznego.
FreeMoCap to solidny system przechwytywania ruchu, który może być wykorzystywany przez szerokie grono użytkowników, od animatorów 3D, poprzez twórców gier i filmów krótkometrażowych, aż po sportowców, naukowców i lekarzy.
iPi Soft
iPi Motion Capture od iPi Soft to darmowe oprogramowanie, które śledzi ruchy ciała w 3D i tworzy animacje 3D. Współpracuje z kamerami mocap, czujnikami głębi, czujnikami twarzy i kontrolerami ruchu.
Pozwala na tworzenie realistycznych animacji w kilka minut i eksportowanie ich do wielu popularnych formatów. Integruje się z programami do modelowania 3D, takimi jak Blender, Second Life, Autodesk Maya, Collada, iClone i innymi.
Najważniejsze funkcje:
⭐ Wtyczka linku na żywo dla Unreal Engine 5.0.
⭐ Obsługa wielu formatów eksportu.
⭐ Intuicyjny interfejs, nie wymagający wsparcia technicznego.
iPi Motion Capture nie wymaga zaawansowanego sprzętu i działa dobrze nawet z materiałem zarejestrowanym bez kombinezonu mocap.
iClone Motion na żywo
iClone Motion Live to rozbudowana platforma mocap, która pozwala na łączenie danych ruchu z różnych urządzeń i jednoczesną animację postaci 3D.
To oprogramowanie upraszcza animację w czasie rzeczywistym. Posiada wbudowane funkcje animowania w pełni wyposażonych postaci 3D z Character Creator, Daz Studio i innych źródeł.
Motion Live jest mostem łączącym sprzęt mocap z iClone, tworząc „Profil” dla danego urządzenia. Użytkownicy mogą eksportować swoje animacje jako BVH lub FBX.
Najważniejsze funkcje:
⭐ Synchroniczne przechwytywanie ruchu całego ciała.
⭐ Zapis danych na oddzielnych ścieżkach ruchu, ułatwiający edycję.
⭐ Integracja z Cartoon Animator 4.
To narzędzie jest często wykorzystywane w mniejszych produkcjach, ponieważ jest przystępne cenowo i współpracuje z różnymi urządzeniami mocap do dłoni, twarzy i ciała.
Adobe Character Animator
Adobe Character Animator śledzi ruchy i mimikę aktora, aby animować postacie w czasie rzeczywistym. Umożliwia streamowanie na żywo za pomocą mikrofonu i kamery internetowej.
Animator postaci wykorzystuje sztuczną inteligencję Adobe Sensei, która pomaga zamienić dowolną grafikę w animowaną postać. Możesz importować grafiki z Adobe Creative Cloud, jak Adobe Photoshop i Illustrator, lub zacząć od gotowych szablonów postaci.
Ruchy można zapisywać jako wyzwalacze, aby uprościć proces animacji i sterować gestami za pomocą klawiatury lub urządzenia MIDI. Niestety, ta funkcja nie jest dostępna w darmowej wersji.
Najważniejsze funkcje:
⭐ Możliwość stworzenia własnej postaci za pomocą Puppet Maker.
⭐ Eksport animacji w kilka sekund dzięki funkcji szybkiego eksportu.
⭐ Przypisywanie skrótów klawiszowych do gestów w celu ułatwienia edycji.
Character Animator jest popularny zarówno w dużych studiach hollywoodzkich, jak i wśród twórców treści online, ożywiających swoje animowane postacie.
Xsens Motion Capture
Xsens Motion Capture to oprogramowanie ułatwiające modelowanie i animację postaci, poprzez rejestrowanie ruchów i mimiki w każdym otoczeniu.
Oprogramowanie występuje w dwóch wariantach – MVN Animate do filmów i gier oraz MVN Analyze do badań, medycyny i sportu. Oferuje także rozwiązania oparte na chmurze do przechowywania, przetwarzania danych i generowania raportów.
Najważniejsze funkcje:
⭐ 3 opcje sprzętowe mocap: MVN Link, MVN Awinda i MVN Awinda Starter.
⭐ Rozwiązania chmurowe do przechowywania i przetwarzania danych.
⭐ Integracja na żywo z MotionBuilder, Unreal Engine, Unity, Autodesk Maya, Houdini i innymi.
Twórcy filmów i gier wykorzystują to oprogramowanie do digitalizacji ruchów i tworzenia płynnych animacji. Fizjoterapeuci używają go w celu poprawy samopoczucia lub wydajności sportowców i pacjentów.
Słowo na koniec
Wraz z rozwojem technologii, magia motion capture nie ogranicza się już tylko do filmów i gier. Dziś znajduje szerokie zastosowanie w nauce, medycynie i sporcie.
W miarę jak coraz więcej osób odkrywa korzyści płynące z mocap, zapotrzebowanie na oprogramowanie do przechwytywania ruchu będzie dynamicznie wzrastać.
Animacja oparta na przechwytywaniu ruchu nie zastępuje całkowicie tradycyjnej animacji, ale znacząco upraszcza proces tworzenia postaci. Dzięki niej można nagrać animacje, zastosować je do postaci i renderować scenę w kilka godzin, a nie dni.
Wybór odpowiedniego oprogramowania mocap zależy od Twojego budżetu i wymagań projektowych. Jeśli szukasz czegoś prostego do projektu badawczego, FreeMoCap będzie idealny. Jest darmowy i łatwy w użyciu.
Natomiast, jeśli pracujesz nad zaawansowanym projektem, takim jak film z animacją na żywo i grafiką komputerową, warto rozważyć Rokoko Studio lub Wonder Studio.
Zachęcam do zapoznania się z naszym przeglądem najlepszego oprogramowania do animacji motion capture.